電力電子化機載電力系統穩定性分析

車延博，徐健梅，劉校坤

(天津大學 智能電網教育部重點實驗室，天津 300072)

0 引言

當前，世界各國都面臨著能源消耗與環境污染的巨大壓力，多電飛機由于其效率高、環保效益好的優點，成為國際航空界的研究熱點[1-5]。多電飛機采用電力系統部分取代飛機上原有的液壓、氣壓和機械驅動系統，其二次能源將更多地使用電能。隨著多電飛機的發展，飛機上電能需求的急劇上升給飛機電力系統的設計帶來了巨大挑戰。

飛機電力系統是飛機上電能產生、傳輸、轉換以及消耗等部分的總稱，包括飛機電源系統、配電系統和機載用電設備三部分。機載電力系統中廣泛采用各類電力電子變換器實現能量的轉換與控制，如自耦變壓整流器ATRU(AutoTransformer Rectifier)和Buck/Boost變換器等環節[6]。另外，多電飛機上大量采用了電力電子裝置驅動的用電設備，如飛機操縱系統中的機電作動器等[7-12]。它們不僅具有時變非線性特征突出，而且彼此之間并聯、級聯等連接方式復雜，故對多電飛機進行安全性分析時必須考慮各變換器之間的相互作用。由于飛機上電能需求的不斷增加，飛機電力系統變得愈加復雜。電力電子驅動的機上用電設備由于控制器的快速響應特性而表現為恒功率負載，其負阻抗特性給系統穩定性帶來嚴重危害。因此，多電飛機電力系統是典型的電力電子化的電力系統，其穩定性分析已成為重要的研究課題，主要包括電力系統的建模與仿真[13-14]、小擾動以及大擾動穩定性分析等方面。……